【服务器知识】使用nginx实现四层负载均衡

使用nginx实现四层负载均衡

• • • **一、四层负载均衡 vs 七层负载均衡**
    • **二、Nginx 四层负载均衡配置步骤**
    • • **1. 确认 Nginx 支持 `stream` 模块**
      • **2. 配置四层负载均衡**
    • **三、核心配置参数详解**
    • • **1. 负载均衡算法**
      • **2. 健康检查（需第三方模块）**
      • **3. SSL/TLS 终止（四层加密代理）**
    • **四、验证与测试**
    • • **1. 测试 TCP 负载均衡**
      • **2. 测试 UDP 负载均衡**
    • **五、常见问题与解决方案**
    • • **1. 后端服务器未收到请求**
      • **2. 负载均衡不生效**
      • **3. 性能瓶颈**
    • **六、应用场景示例**
  • 关联知识

一、四层负载均衡 vs 七层负载均衡

二、Nginx 四层负载均衡配置步骤

1. 确认 Nginx 支持 stream 模块

nginx -V 2>&1 | grep -o with-stream
# 输出 `–with-stream` 表示已启用，否则需重新编译安装：
./configure –with-stream && make && make install

2. 配置四层负载均衡

在 nginx.conf 主配置文件中添加 stream 块（与 http 块同级）：

# 主配置文件：nginx.conf
events {
worker_connections 1024;
}

# 四层负载均衡配置
stream {
# 定义 TCP 负载均衡（示例：MySQL 负载均衡）
upstream tcp_backend {
# 负载均衡算法（可选：默认轮询，其他如 least_conn、hash $remote_addr）
least_conn;

# 后端服务器列表
server 192.168.1.101:3306 weight=3;
server 192.168.1.102:3306;
server 192.168.1.103:3306 backup; # 备份服务器
}

# 定义 UDP 负载均衡（示例：DNS 服务）
upstream udp_backend {
server 192.168.1.201:53;
server 192.168.1.202:53;
}

# 监听 TCP 端口（如 3307 代理到后端的 MySQL）
server {
listen 3307;
proxy_pass tcp_backend;
proxy_timeout 60s; # 超时时间
}

# 监听 UDP 端口（如 5353 代理到 DNS 服务器）
server {
listen 5353 udp;
proxy_pass udp_backend;
}
}

三、核心配置参数详解

1. 负载均衡算法

2. 健康检查（需第三方模块）

默认情况下，Nginx 四层负载均衡 不主动检查后端状态，但可通过以下方式增强： • 被动健康检查：自动标记超时或连接失败的服务器为不可用（默认行为）。 • 主动健康检查：使用第三方模块（如 nginx_upstream_check_module）定期探测后端服务。

upstream tcp_backend {
server 192.168.1.101:3306;
check interval=3000 rise=2 fall=3 timeout=1000 type=tcp;
}

3. SSL/TLS 终止（四层加密代理）

若需代理加密的 TCP 流量（如 SSL/TLS），可配置 SSL 证书：

server {
listen 443 ssl;
proxy_pass backend_servers;

ssl_certificate /etc/nginx/ssl/server.crt;
ssl_certificate_key /etc/nginx/ssl/server.key;
}

四、验证与测试

1. 测试 TCP 负载均衡

# 使用 telnet 或 nc 连接到负载均衡端口
telnet 192.168.1.100 3307 # Nginx 服务器 IP 和代理端口

# 检查后端服务器日志，确认请求分发

2. 测试 UDP 负载均衡

# 使用 dig 或 nc 发送 UDP 请求
dig @192.168.1.100 -p 5353 example.com

五、常见问题与解决方案

1. 后端服务器未收到请求

• 原因：Nginx 未启动或防火墙阻止端口访问。 • 解决：检查 Nginx 状态和防火墙规则：

systemctl status nginx
iptables -L -n # 查看防火墙规则

2. 负载均衡不生效

• 原因：stream 配置块未正确放置或语法错误。 • 解决：检查配置文件语法：

nginx -t

3. 性能瓶颈

• 优化建议： • 调整 worker_processes 和 worker_connections。 • 使用 reuseport 提升端口监听性能： nginx server { listen 3307 reuseport; proxy_pass tcp_backend; }

六、应用场景示例

通过以上配置，你可以灵活实现 Nginx 四层负载均衡，支持 TCP/UDP 协议的高效流量分发。

关联知识

【知识科普】七层负载均衡和四层负载均衡的区别